CN105091635A - 新型高效换热器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型高效换热器。它包括左管箱、右管箱和中间段，中间段包括两端管板、筒体、换热管、扰流元件、定距管、拉杆、折流板，管板上钻有若干个蜂窝状排列的小圆孔，若干个换热管分别两端插入小圆孔内并与管板焊牢，同时筒体两端也与管板焊接固定一起，筒体两端分别连接装有左管箱、右管箱，换热管内装有扰流元件，筒体内竖向装有若干个折流板。优点是设计巧妙，结构合理紧凑，换热管内设计扰流元件，筒体内设计安装折流板，大大提高了换热效率，减少能耗，降低成本，增加使用寿命。

Description

新型高效换热器

技术领域

本发明涉及换热器领域，具体涉及一种新型高效换热器。

背景技术

在工业生产中，为了工业流程的需要，往往需要进行各种不同方式的热量变换，如：加热、冷却、蒸发和冷凝等，换热器就是用来实现上述热量交换与传递的设备。通过各种设备，一边使热量从温度较高的流体传递给温度较低的流体，以满足生产工艺的需要。但是怎么设计安装换热器的结构，用来提高换热效率，减少能量损耗，减少设备制作成本，延长使用寿命，一直是本领域技术难题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出了一种新型高效换热器，设计巧妙，结构合理紧凑，通过结构形状的改变和精确的计算得出结构尺寸，大大提高了换热效率，减少能耗，降低成本，增加使用寿命。

为了达到上述发明目的，本发明提出了以下技术方案：

一种新型高效换热器，它包括左管箱、右管箱和中间段，中间段包括两端管板、筒体、换热管、扰流元件、定距管、拉杆、折流板，管板上钻有若干个蜂窝状排列的小圆孔，若干个换热管分别两端插入小圆孔内并与管板焊牢，同时筒体两端也与管板焊接固定一起，筒体两端分别连接装有左管箱、右管箱，换热管内装有扰流元件，筒体内竖向装有若干个折流板。

所述的扰流元件包括连接杆、扰流筒、卡条，扰流筒有若干个，扰流筒之间通过连接杆连接，扰流元件的两端与换热管两端连接并固定，连接杆的两端有环状沟槽，扰流筒内圆周装有三个U形卡槽，连接杆端部的环形沟槽卡装在扰流筒内U形卡槽内，卡条下端压在连接杆上端且包裹装在U形卡槽外，U形卡槽上端折弯安装。

所述的若干个折流板之间通过拉杆连接且拉杆外套装有定距管，定距管支撑在折流板之间。

所述的筒体上端左侧装有壳程介质出口，筒体上端右侧装有壳程排气口，筒体下端左侧装有壳程排净口，筒体下端右侧装有壳程介质进口，筒体下端两侧装有支座。

所述的左管箱上端装有管程介质进口，左管箱下端装有管程排净口。

所述的右管箱上端装有管程排气口，右管箱下端装有管程介质出口。

所述的扰流筒是两端开口的圆柱形筒体，扰流筒两端内侧装有三个U型卡槽，扰流筒的圆柱筒体上开有若干个平行四边形的条状槽，开槽部分的薄金属板向内翻边形成一组内螺旋翅片，起扰流作用。

所述的扰流元件包括连接杆、扰流筒、卡条，其安装步骤如下：

第一步，将连接杆插进扰流筒的U形槽口内，三个槽在圆周上均匀分布；

第二步，上卡条，将卡条两端弯曲180°直至抱紧U形卡槽；

第三步，将U形卡槽的上端部弯曲180°直至压紧卡条；

第四步，将卡条连同被其抱住的U形卡槽部分扳倒压平，以减少对过流面积的阻挡；

第五步，上述扰流元件一边装配，一边一节一节地插入换热管中，完成后将三根连接杆点焊于换热管入口处，即可将扰流元件牢固地固定住。

本发明的优点是设计巧妙，结构合理紧凑，换热管内设计扰流元件，筒体内设计安装折流板，大大提高了换热效率，减少能耗，降低成本，增加使用寿命。

附图说明

图1是本发明的示意图。

图2是本发明的扰流元件的示意图。

图3是本发明的扰流元件的扰流筒的展开图。

图4是本发明的扰流元件的安装第一步的正视图。

图5是本发明的扰流元件的安装第一步的侧视图。

图6是本发明的扰流元件的安装第二步的正视图。

图7是本发明的扰流元件的安装第二步的侧视图。

图8是本发明的扰流元件的安装第三步的正视图。

图9是本发明的扰流元件的安装第三步的侧视图。

图10是本发明的扰流元件的安装第四步的正视图。

图11是本发明的扰流元件的安装第四步的侧视图。

具体实施方式

为了对本发明进一步说明，下面结合说明书附图来介绍：

参照附图，一种新型高效换热器，它包括左管箱8、右管箱15和中间段，中间段包括两端管板17、筒体2、换热管11、扰流元件12、定距管3、拉杆4、折流板5，管板17上钻有若干个蜂窝状排列的小圆孔，若干个换热管11分别两端插入小圆孔内并与管板17焊牢，同时筒体2两端也与管板17焊接固定一起，筒体2两端分别连接装有左管箱8、右管箱15，换热管11内装有扰流元件12，筒体2内竖向装有若干个折流板5。如此，筒体2、管板17、换热管11将筒体2和管板17围成的空间分为两个部分：一部分是管外空间称为壳程空间，另一部分是管内空间称为管程空间，此空间与两端的管箱空间相通。折流板、拉杆、定距管起支承和折流作用。

所述的扰流元件12包括连接杆121、扰流筒122、卡条123，扰流筒122有若干个，扰流筒122之间通过连接杆121连接，扰流元件12的两端与换热管11两端连接并固定，连接杆121的两端有环状沟槽126，扰流筒122内圆周装有三个U

图8是本发明的扰流元件的安装第三步的正视图。

图9是本发明的扰流元件的安装第三步的侧视图。

图10是本发明的扰流元件的安装第四步的正视图。

图11是本发明的扰流元件的安装第四步的侧视图。

具体实施方式

为了对本发明进一步说明，下面结合说明书附图来介绍：

参照附图，一种新型高效换热器，它包括左管箱8、右管箱15和中间段，中间段包括两端管板17、筒体2、换热管11、扰流元件12、定距管3、拉杆4、折流板5，管板17上钻有若干个蜂窝状排列的小圆孔，若干个换热管11分别两端插入小圆孔内并与管板17焊牢，同时筒体2两端也与管板17焊接固定一起，筒体2两端分别连接装有左管箱8、右管箱15，换热管11内装有扰流元件12，筒体2内竖向装有若干个折流板5。如此，筒体2、管板17、换热管11将筒体2和管板17围成的空间分为两个部分：一部分是管外空间称为壳程空间，另一部分是管内空间称为管程空间，此空间与两端的管箱空间相通。折流板、拉杆、定距管起支承和折流作用。

所述的扰流元件12包括连接杆121、扰流筒122、卡条123，扰流筒122有若干个，扰流筒122之间通过连接杆121连接，扰流元件12的两端与换热管11两端连接并固定，连接杆121的两端有环状沟槽126，扰流筒122内圆周装有三个U为扰流筒的厚度。沟槽的宽度取b+0.2mm。连接杆长度L取（15～20）D，D为扰流筒外径。连接杆外径按下表选取。

扰流筒用金属薄板焊制而成（类似于易拉罐那样的焊缝）。扰流筒的厚度按下表选取。

用上述材料焊成圆筒后用专用模具冲制出翻转的扰流翅片和U形连接卡槽（如扰流元件图2及展开图3所示）。翅片螺旋角取25°～35°，翅片高度取0.25D，翅片的轴向长度为3～.53D。扰流筒翅片有左旋和右旋两种，两种旋向的扰流筒交替相间布置，以产生良好的扰流效果。扰流筒外径D=D₀-2T-0.5mm，T为换热管壁厚，D₀为换热管外径。

件12-3是快速连接连接杆与扰流筒的固定元件，其使用步骤见“装配步骤示意图4-11”。装配时，第一步，将连接杆插进扰流筒的U形槽口内（三个槽在圆周上均匀分布）；第二步，上卡条，将卡条两端弯曲180°直至抱紧U形卡槽；第三步，将U形卡槽的上端部弯曲180°直至压紧卡条。第四步，将卡条连同被其抱住的U形卡槽部分扳倒压平，以减少对过流面积的阻挡。

上述扰流元件可以一边装配，一边一节一节地插入换热管中，完成后将三根连接杆点焊于换热管入口处，即可将扰流元件牢固地固定住。

这种扰流元件的结构对换热管过流面积基本没有影响，但因为将本来的层流变成了紊流，势必要消耗一部分能量，因此其压降会有所增加，必要时应适当增加泵的扬程。但所需增加的功率与所节约的能量相比仍可以忽略不计。

这种结构不仅可用于本例这种结构的换热器，也可用于U形管换热器、浮头式换热器、釜式蒸发器、容积式换热器等，将其改造成为各种高效换热器。经测试总换热系数可提高10%～30%，用于液态介质，效果特别显著。

Claims (8)

1.一种新型高效换热器，它包括左管箱、右管箱和中间段，其特征是中间段包括两端管板、筒体、换热管、扰流元件、折流板，管板上钻有若干个蜂窝状排列的小圆孔，若干个换热管分别两端插入小圆孔内并与管板焊牢，同时筒体两端也与管板焊接固定一起，筒体两端分别连接装有左管箱、右管箱，换热管内装有扰流元件，筒体内竖向装有若干个折流板。

2.根据权利要求1所述的一种新型高效换热器，其特征是所述的扰流元件包括连接杆、扰流筒、卡条，扰流筒有若干个，扰流筒之间通过连接杆连接，扰流元件的两端与换热管两端连接并固定，连接杆的两端有环状沟槽，扰流筒内圆周设有三个U形卡槽，连接杆端部的环形沟槽卡装在扰流筒内U形卡槽内，卡条下端压在连接杆上端且包裹装在U形卡槽外，U形卡槽上端折弯安装。

3.根据权利要求1所述的一种新型高效换热器，其特征是所述的若干个折流板之间通过拉杆连接且拉杆外套装有定距管，定距管支撑在折流板之间。

4.根据权利要求1所述的一种新型高效换热器，其特征是所述的筒体上端左侧装有壳程介质出口，筒体上端右侧装有壳程排气口，筒体下端左侧装有壳程排净口，筒体下端右侧装有壳程介质进口，筒体下端两侧装有支座。

5.根据权利要求1所述的一种新型高效换热器，其特征是所述的左管箱上端装有管程介质进口，左管箱下端装有管程排净口。

6.根据权利要求1所述的一种新型高效换热器，其特征是所述的右管箱上端装有管程排气口，右管箱下端装有管程介质出口。

7.根据权利要求2所述的一种新型高效换热器，其特征是所述的扰流筒是两端开口的圆柱形筒体，扰流筒两端内侧设有三个U型卡槽，扰流筒的圆柱筒体上开有若干个平行四边形的条状槽，开槽部分的薄金属板向内翻边形成一组内螺旋翅片。

8.根据权利要求1所述的一种新型高效换热器，其特征是所述的扰流元件包括连接杆、扰流筒、卡条，其安装步骤如下：

第一步，将连接杆插进扰流筒的U形槽口内，三个槽在圆周上均匀分布；

第二步，上卡条，将卡条两端弯曲180°直至抱紧U形卡槽；

第三步，将U形卡槽的上端部弯曲180°直至压紧卡条；

第四步，将卡条连同被其抱住的U形卡槽部分扳倒压平，以减少对过流面积的阻挡；

第五步，上述扰流元件一边装配，一边一节一节地插入换热管中，完成后将三根连接杆点焊于换热管入口处，即可将扰流元件牢固地固定住。